CN108232240A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池系统，具备：燃料电池组，具备供氢流入的氢供给口；氢供给流路，与氢供给口相连；及喷射器，连接于氢供给流路，通过氢供给流路向燃料电池组供给氢，连接于氢供给流路的喷射器的氢出口相比燃料电池组的氢供给口在重力方向上配置于上侧。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
日本特开2008-16402公开了具备喷射器的燃料电池系统。在该燃料电池系统中，从氢罐经由喷射器向燃料电池组供给氢。
发明内容
以喷射器的氢出口与燃料电池组的氢供给口的位置关系为起因，存在生成水滞留于流路内而流路闭塞的情况、从燃料电池组向喷射器逆流的情况。滞留、逆流的生成水可能会成为发电能力的下降、冻结的原因。因此，希望能够抑制生成水向喷射器的逆流或滞留的技术。
本发明可以作为以下的方式实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池系统。该燃料电池系统具备：燃料电池组，具备供氢流入的氢供给口；氢供给流路，与所述氢供给口相连；及喷射器，连接于所述氢供给流路，通过所述氢供给流路向所述燃料电池组供给氢，连接于所述氢供给流路的所述喷射器的氢出口相比所述燃料电池组的所述氢供给口在重力方向上配置于上侧。根据该方式的燃料电池系统，喷射器的氢出口相比燃料电池组的氢供给口而配置于上侧，因此能够抑制生成水向喷射器的逆流、生成水在氢供给流路内的滞留。
(2)在上述方式的燃料电池系统中，所述喷射器可以相比所述燃料电池组在重力方向上配置于上侧。根据该方式的燃料电池系统，在燃料电池系统搭载于车辆的情况下，喷射器搭载于发动机室的上侧，能够抑制喷射器的水淹。因此，能够提高喷射器的防水性。
(3)在上述方式的燃料电池系统中，所述氢出口可以相比所述喷射器的氢入口在重力方向上配置于下侧或同等的位置。根据该燃料电池系统，即使在与喷射器连接的氢供给流路的配管发生了结露的情况下，也能够防止结露水向喷射器侧的滴落。
需要说明的是，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以具备燃料电池系统的发电装置、具备燃料电池系统的车辆等的形态来实现。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。
图1是表示燃料电池系统的概略结构的说明图。
图2是表示燃料电池组与喷射器的位置关系的说明图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池系统100的概略结构的说明图。燃料电池系统100具备燃料电池组10、气液分离器20、氢泵30、氢循环流路40以及喷射器50。本实施方式的燃料电池系统100例如搭载于燃料电池车辆。
燃料电池组10是固体高分子型燃料电池，从喷射器50接受氢气的供给，并从空气供给系统(未图示)接受空气的供给而发电。以下，氢供给管11中，将比喷射器50靠上游侧的配管称为氢供给管11a，将比喷射器50靠下游侧的配管称为氢供给管11b。燃料电池组10具备与氢供给管11b相连的氢供给口10in和向第一氢配管12排出氢废气的氢排出口10out。将氢供给管11b也称为氢供给流路。
喷射器50是根据通过控制装置(未图示)设定的驱动周期、开阀时间而阀芯电磁地进行驱动的电磁驱动式的开闭阀。喷射器50具备氢通过氢供给管11a从氢罐(未图示)流入的氢入口50in和向氢供给管11b排出氢的氢出口50out。
氢供给管11b的至少一部分以从氢出口50out朝向氢供给口10in而铅垂或向下方倾斜的方式配置。而且，氢供给管11b以位于比氢供给口10in靠下侧的部位不存在的方式形成。
氢循环流路40与燃料电池组10的氢供给口10in和氢排出口10out相连，由第一氢配管12、第二氢配管13、第三氢配管14构成。氢循环流路40是用于使燃料电池组10的氢废气向燃料电池组10循环的流路。在氢循环流路40设有对氢的循环进行辅助的即气液分离器20和氢泵30作为循环系统辅机。
第一氢配管12是将燃料电池组10的氢排出口10out与气液分离器20连接的配管。第一氢配管12将发电反应中未使用的包含氢气、氮气、生成水等杂质的氢废气向气液分离器20引导。
气液分离器20连接在氢循环流路40的第一氢配管12与第二氢配管13之间。气液分离器20具备：与第一氢配管12连接且供氢废气流入的气液入口20in；与第二氢配管13连接且排出氢的气液出口20out。气液分离器20从由燃料电池组10的氢排出口10out流入的氢废气中将生成水分离而在内部蓄水。在气液分离器20的下部设有排气排水阀21。
排气排水阀21是进行蓄水于气液分离器20的生成水的排水和气液分离器20内的氢废气的排气的电磁阀。在燃料电池系统100的运转中，通常，排气排水阀21关闭，根据来自控制装置(未图示)的控制信号进行开闭。在本实施方式中，排气排水阀21与氢废气配管22连接，由排气排水阀21排出的生成水及氢废气通过氢废气配管22向外部排出。
第二氢配管13是将气液分离器20的气液出口20out与氢泵30连接的配管。第二氢配管13将通过气液分离器20分离了生成水的氢废气向氢泵30引导。
氢泵30连接在氢循环流路40的第二氢配管13与第三氢配管14之间。氢泵30根据来自控制装置(未图示)的控制信号而驱动。氢泵30是用于将从燃料电池组10的氢排出口10out流入的氢废气向氢供给口10in进行压力输送的泵。更具体而言，氢泵30将通过气液分离器20分离了生成水的氢废气向第三氢配管14进行压力输送。氢泵30具备供氢废气流入的泵入口30in和使氢废气向第三氢配管14流出的泵出口30out。
第三氢配管14是将氢泵30的泵出口30out与燃料电池组10的氢供给口10in连接的配管。第三氢配管14将通过氢泵30送出的氢废气向燃料电池组10引导。
图2是表示燃料电池组10与喷射器50的位置关系的说明图。在图2中，下侧相当于重力方向上的下侧。位置a、b分别表示重力方向上的位置。喷射器50的氢出口50out的位置a相比氢供给口10in的位置b配置于上侧。
在本实施方式中，位置a及位置b比泵出口30out的位置c及气液分离器20的位置e靠上。而且，氢供给口10in的位置b相比氢排出口10out的位置d配置于上侧。
根据以上说明的本实施方式的燃料电池系统100，喷射器50的氢出口50out相比燃料电池组10的氢供给口10in配置于上侧，因此在例如搭载有燃料电池系统100的车辆倾斜的情况下，或者未使用喷射器50而使用氢泵30供给氢的间歇运转时，能够抑制生成水向喷射器50的逆流或生成水在氢供给管11b内的滞留。其结果是，能够抑制例如以生成水的逆流为起因的喷射器50的腐蚀、冻结。
在上述实施方式中，喷射器50优选设置在燃料电池组10的上侧。如果是这样的配置，则在燃料电池系统100搭载于车辆的情况下，喷射器50搭载于发动机室的上侧，能够抑制喷射器50的水淹。因此，可以不用进行例如利用罩将喷射器50整体覆盖的对策或者防止水从外部向内部的侵入的密封构件的追加等。其结果是，能够削减燃料电池系统100的制造成本。
此外，氢入口50in与氢出口50out的位置关系优选氢出口50out为比氢入口50in靠下侧或同等的位置。如果是氢出口50out相比氢入口50in不位于上侧，则即使在氢供给管11b结露的情况下，也能够防止结露水向喷射器50侧的滴落。
本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如与发明内容一栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征为了实现上述的效果的一部分或全部，可以适当进行更换或组合。而且，该技术特征只要在本说明书中不是作为必须的技术特征进行说明，就可以适当删除。

Claims (3)

1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：
燃料电池组，具备供氢流入的氢供给口；
氢供给流路，与所述氢供给口相连；及
喷射器，连接于所述氢供给流路，通过所述氢供给流路向所述燃料电池组供给氢，
连接于所述氢供给流路的所述喷射器的氢出口相比所述燃料电池组的所述氢供给口在重力方向上配置于上侧。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述喷射器相比所述燃料电池组在重力方向上配置于上侧。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述氢出口相比所述喷射器的氢入口在重力方向上配置于下侧或同等的位置。
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